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一维类梳状光子晶体的带结构及缺陷模研究

夏辉  
【摘要】:光子晶体是近一、二十年出现的一种人造晶体,由于它存在光子频率带隙,近年来引起了人们广泛的注意。一般而言,光子晶体都是由两种或两种以上具有不同介电常数的电介质周期性排列而成。因此介电常数的对比度、结构的周期、不同介质的填充比等参数对带结构有决定性的影响。本文介绍了光子晶体的光学特性。在此基础上从界面响应理论出发,主要研究了一种由三种不同介质组成的一维类梳状光子晶体的带结构、局域态及缺陷态对带隙的影响,发现在这种结构中也存在较大光子频率带隙,从而验证了上述结论。但同时我们发现,即使是用同种材料来构成此光子晶体结构时也有很大的光子频率带隙存在。这是不同于其它普通意义上光子晶体的特性,说明在此类光子晶体中光子频率带隙的出现主要是由其几何结构的变化引起的。这开辟了一条制备新型光子晶体的新途径。通过对其色散关系及透射系数的计算,本文详细研究了此结构的带隙随主链的周期及所接分支长度、分支的数目及节点的数目等的变化关系。通过对在此光子晶体结构中引入缺陷分支的分析,发现由于缺陷态而形成的局域态以尖峰的形式出现在透射谱中,且局域态的出现及位置与缺陷分支的长度、数目、介电常数的对比度及所接缺陷分支在主链上的位置等有关。这种结构对我们制造光学滤波器等光学器件非常有用。


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